GC/MSD Pesticide Screening in Strawberries at Tolerance Levels Using Library Searching of Deconvoluted Spectra

Význam tématu

Vývoj spolehlivých a rychlých metod pro screening reziduí pesticidů v potravinách je klíčový pro ochranu veřejného zdraví a splnění regulačních požadavků. Konvenční cílené metody mohou opomenout neočekávané sloučeniny, proto je třeba využít dekonvoluční přístup, který dokáže v komplikovaných matricích detekovat stovky potenciálních látek.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat využití GC/MSD systému Agilent 8890/5977 ve spojení s MassHunter Unknowns Analysis pro screening pesticidů v jahodách na úrovních tolerovaných agenturou EPA. Workflow zahrnovalo retenční časové uzamčení RTL, dekonvoluci spekter a prohledávání vlastní databáze pesticidů a knihovny NIST17 s automatizovaným hodnocením library match score (LMS) a delta RI.

Použitá instrumentace

• GC: Agilent 8890 s PUU a PSD modulem pro midcolumn backflush, multimode inlet pro pulsed splitless injekci
• Kolony: dvě 15 m J&W HP-5ms Ultra Inert, průměr 0,25 mm, film 0,25 µm
• MSD: Agilent 5977B GC/MSD s Inert Extractor EI zdrojem, hmotnostní rozsah 45–550 amu, režim scan

Použitá metodika

Vzorky jahod (16 balení) byly homogenizovány pod kapalným dusíkem a extrahovány metodou QuEChERS s acetonitrilem. Po dispersivní SPE následovala analýza GC/MS, kde midcolumn backflush odstranil vysokobřitové kontaminanty. Data se zpracovávala v MassHunter Quantitative 10 Unknowns Analysis: automatická dekonvoluce, rozpoznání komponent podle tvaru EIC, korekce RT pomocí RTL, prohledávání knihovny pesticidů (RTL PCDL) a NIST17, hodnocení LMS a delta RI.

Hlavní výsledky a diskuse

• Ve 16 vzorcích bylo detekováno více než 18 pesticidů, všechny pod stanovenými tolerantními limity EPA
• Pulsed splitless injekce s Ultra Inert Low Pressure Drop linerem zlepšila tvar píků při použití acetonitrilu
• Midcolumn backflush snížil frekvenci čištění kolony a prodloužil životnost instrumentace
• Fludioxonil byl identifikován s LMS až 90 a RT odchylkou <0,1 min; screeningová hranice detekce se pohybovala 100–2000 ppb
• Prohledání NIST17 umožnilo ověřit identifikace a odhalit matrix interferenty

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlý a robustní screening stovek pesticidů v komplexních matricích bez nutnosti předběžného cílení na jednotlivé látky. Kombinace dekonvoluce spekter, RTL a backflush technologie zajišťuje vysokou selektivitu, citlivost a reproducibilitu. Seznam kandidátních látek lze dále potvrdit cílenou kvantitativní analýzou na GC/MS/MS nebo GC/Q-TOF.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace pokročilých softwarových nástrojů a umělé inteligence pro automatizaci hodnocení výsledků
• Rozšíření spektrálních knihoven o nové pesticidy a environmentální kontaminanty
• Adaptace postupu na další typy potravinových a environmentálních matric
• Vývoj přenosných GC/MS systémů pro terénní screening

Závěr

Popsaný workflow na platformě Agilent 8890/5977 a softwaru MassHunter Unknowns Analysis poskytuje efektivní řešení pro screening pesticidů v jahodách na úrovních tolerovaných EPA. Díky dekonvolučním algoritmům, retenčnímu uzamčení a midcolumn backflush technologii je zaručena vysoká citlivost, selektivita a reprodukovatelnost výsledků. Tento přístup lze snadno rozšířit o cílené kvantitativní metody a další analytické platformy.

Reference

1. Andrianova A.; Quimby B.; Westland J. GC/MSD Pesticide Screening in Strawberries at Tolerance Levels Using Library Searching of Deconvoluted Spectra. Agilent Application Note 5994-0915EN, 2019.
2. Westland J.; Stevens J. An Optimal Method for the Analysis of Pesticides in a Variety of Matrices. Agilent Application Note 5991-7303EN, 2017.
3. Chen K.; Nieto S.; Stevens J. GC/Q-TOF MS Surveillance of Pesticides in Food. Agilent Application Note 5991-7691EN, 2017.
4. Andrianova A.; Westland J.; Quimby B. Quantitation of Pesticides in Strawberries at Tolerance Levels Established by the US EPA Using Agilent 8890/7000D and 8890/7010B Triple Quadrupole GC/MS Systems. Agilent Application Note 5994-0799EN, 2019.
5. US EPA. Index to Pesticide Chemical Names, Part 180 Tolerance Information, and Food and Feed Commodities. Office of Pesticide Programs, December 2012.
6. USDA AMS & S&T MPD. Pesticide Data Program (PDP) Database Search Application – User Guide. January 2019.